- 牛顿第二定律
- 共12933题
质量是8kg的木箱,静止在光滑的水平面上.在16N的水平推力作用下,5s内通过的位移是______ m.
正确答案
25
解析
解:物体受重力、支持力和推力,合力等于推力,根据牛顿第二定律,有:F=ma
得:a==
=2m/s2;
x=at2=
×2×52=25m;
故答案为:25.
物体质量m=6kg,在水平地面上受到与水平面成θ=37°角斜向上的拉力F=20N作用,物体以10m/s的速度作匀速直线运动,则物体受到水平面的支持力为______N.物体受到的摩擦力为______N.当力F撤去后物体运动______m后将停下来.(取g=10m/s2)
正确答案
48
16
15
解析
解:对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力,画出受力图,如图所示;
根据共点力平衡条件,有:
水平方向:Fcos37°-f=0;
竖直方向:Fsin37°+N-mg=0;
其中:f=μN;
代入数据得:N=48N,f=16N,.
设当力F撤去后物体运动L后将停下来,在水平方向上此时物体只受摩擦力f1作用,初速度为v0=10m/s,f1=μmg=;
根据能量守恒定律得:f1L-;
代入数据得:L=15m;
故答案为:48,16,15.
如图所示,质量为m2的物体2放在车厢地板上.用竖直细绳通过定滑轮与质量为m1的物体1连接.不计滑轮摩擦,当车厢水平向右加速运动时,物体2仍在车厢地板上相对静止.连接物体1的绳子与竖直方向夹角为α.物体2与车厢地板的摩擦系数为μ.则物体2受绳的拉力为______,物体2所受地板的摩擦力为______.
正确答案
m2gtanα
解析
解:A、物体1与车厢具有相同的加速度,对物体1分析,受重力和拉力,根据合成法知,F合=m1gtanα,拉力T=,物体1的加速度a=
=gtanα,所以车厢的加速度为gtanα.所以物体2加速度为gtanθ,对物体2受力分析,受重力、支持力和摩擦力,f=ma=m2gtanα.
故答案为:;m2gtanα
(2015秋•南昌校级期末)(A)如图所示,放在水平面上的物体质量m=2kg,受到一个斜向下的与水平方向成q=37°角的推力F=10N的作用,从静止开始运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数m=0.25,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.问:
(1)物体l0s末的速度是多大?物体l0s内的位移是多少?
(2)若10s末撤去推力,物体在水平面上运动的总位移是多少?
正确答案
解:(1)物体受力如图所示,据牛顿第二定律有
竖直方向上 N-mg-Fsinα=0
水平方向上 Fcosα-f=ma
又 f=μN
联立解得,a=0.75m/s2
物体l0s末的速度是v=at=0.75×10=7.5m/s
位移为x==37.5m
(2)撤去力F后,据牛顿第二定律有-f′=ma′
N′-mg=0
又f′=μN′
解得 a′=-μg=-2.5m/s2
减速运动的位移为x′==11.25m
所以总位移为x总=x+x′=48.75m
答:
(1)物体l0s末的速度是7.5m/s,物体l0s内的位移是37.5m.
(2)若10s末撤去推力,物体在水平面上运动的总位移是48.75m.
解析
解:(1)物体受力如图所示,据牛顿第二定律有
竖直方向上 N-mg-Fsinα=0
水平方向上 Fcosα-f=ma
又 f=μN
联立解得,a=0.75m/s2
物体l0s末的速度是v=at=0.75×10=7.5m/s
位移为x==37.5m
(2)撤去力F后,据牛顿第二定律有-f′=ma′
N′-mg=0
又f′=μN′
解得 a′=-μg=-2.5m/s2
减速运动的位移为x′==11.25m
所以总位移为x总=x+x′=48.75m
答:
(1)物体l0s末的速度是7.5m/s,物体l0s内的位移是37.5m.
(2)若10s末撤去推力,物体在水平面上运动的总位移是48.75m.
在我国东北寒冷的冬季,雪橇是常见的运输工具,沿水平冰道滑行的雪橇总质量m=1200kg,雪橇与冰道之间的动摩擦因数μ=0.05.某时刻马给雪橇施加的水平拉力大小F=900N,取g=10m/s2
求:(1)雪橇受到的摩擦力大小;
(2)雪橇的加速度大小.
正确答案
解:(1)雪橇受水平面得支持力为N,雪橇沿水平冰道滑行,在竖直方向平衡.
∴N=mg
根据滑动摩擦力公式:f=μN得:
f=μmg=0.05×1200×10=600N.
(2)雪橇在水平方向受拉力和摩擦力,根据牛顿第二定律得:
F合=F-f=ma
a==
m/s2=0.25m/s2
答:(1)雪橇受到的摩擦力大小是600N;
(2)雪橇的加速度大小是0.25m/s2.
解析
解:(1)雪橇受水平面得支持力为N,雪橇沿水平冰道滑行,在竖直方向平衡.
∴N=mg
根据滑动摩擦力公式:f=μN得:
f=μmg=0.05×1200×10=600N.
(2)雪橇在水平方向受拉力和摩擦力,根据牛顿第二定律得:
F合=F-f=ma
a==
m/s2=0.25m/s2
答:(1)雪橇受到的摩擦力大小是600N;
(2)雪橇的加速度大小是0.25m/s2.
一个物体质量是2kg,受到两个大小都是10N且互成120°角的力的作用,此外没有其他的力.3s末这个物体的速度是多大?4s内物体发生的位移是多少?
正确答案
解:
两个大小都是10N互成120°,则可知合力为10N
故物体加速度为:
3s末这个物体的速度是:v=at=5×3m/s=15m/s
4s内物体发生的位移是:
答:
3s末物体的速度为15m/s;4s内物体的位移为40m.
解析
解:
两个大小都是10N互成120°,则可知合力为10N
故物体加速度为:
3s末这个物体的速度是:v=at=5×3m/s=15m/s
4s内物体发生的位移是:
答:
3s末物体的速度为15m/s;4s内物体的位移为40m.
如图所示,一足够长的固定斜面与水平方向的夹角为θ=37°,物体B与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5.将物体A以初速度v0从斜面顶端水平抛出的同时,物体B在斜面上距顶端L=16.5m处由静止释放,经历时间t,物体A第一次落到斜面上时,恰与物体B相碰,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,不计空气阻力,两物体都可视为质点.求:v0和t的大小.
正确答案
解:对B:做匀加速运动,由牛顿第二定律有,mgsin37°-μmgcos37°=ma
对A;做平抛运动,则有
而且
联立以上三式解得:a=2m/s2,t=1.5 s,v0=10 m/s.
答:v0和t的大小分别为10m/s和1.5s.
解析
解:对B:做匀加速运动,由牛顿第二定律有,mgsin37°-μmgcos37°=ma
对A;做平抛运动,则有
而且
联立以上三式解得:a=2m/s2,t=1.5 s,v0=10 m/s.
答:v0和t的大小分别为10m/s和1.5s.
如图所示,绷紧的传送带在电动机的带动下,始终保持v0=6m/s的速度匀速运行,传送带与水平面成30°,现把一个质量m=10kg的工件轻轻地放在传送带的底端,经过一段时间后,工件被送到h=2.5m的平台上,已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=
,若不计其它损失,在传送工件的过程中,电动机消耗的电能是多少?(g=10m/s2)
正确答案
解:工件轻轻地放在传送带底端后,受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用,由牛顿第二定律得知,上滑过程中加速度为:
μmgcosθ-mgsinθ=ma
得:a=g(μcosθ-sinθ)=2.5m/s2
设工作加速到v0=6m/s时运动的位移为x,则有:
2a x=v02 得 x=7.2m
可得:x<=5m
所以工件在传送带上先匀加速运动后匀速运动.
由s=at2可得,工件运动时间t=2.0;
工件上升到顶端的速度v=at=2.5×2=5m/s;
在相同时间内传送带做匀速直线运动,位移x2=v0 t=6×2=12.0m
相对位移△x=12.0-5=7m;
电机消耗的电能E包括工件的动能Ek、重力势能Ep和摩擦生热Q
其中:Q=Ff•x相对=μmgcosθ•△x
所以:
代入数据解得:△E=900.0J;
答:电动机消耗的电能是900.0J.
解析
解:工件轻轻地放在传送带底端后,受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用,由牛顿第二定律得知,上滑过程中加速度为:
μmgcosθ-mgsinθ=ma
得:a=g(μcosθ-sinθ)=2.5m/s2
设工作加速到v0=6m/s时运动的位移为x,则有:
2a x=v02 得 x=7.2m
可得:x<=5m
所以工件在传送带上先匀加速运动后匀速运动.
由s=at2可得,工件运动时间t=2.0;
工件上升到顶端的速度v=at=2.5×2=5m/s;
在相同时间内传送带做匀速直线运动,位移x2=v0 t=6×2=12.0m
相对位移△x=12.0-5=7m;
电机消耗的电能E包括工件的动能Ek、重力势能Ep和摩擦生热Q
其中:Q=Ff•x相对=μmgcosθ•△x
所以:
代入数据解得:△E=900.0J;
答:电动机消耗的电能是900.0J.
如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点). A和B距轴心O的距离分别为rA=R,rB=2R,且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、A、B都做匀速圆周运动,合力提供向心力,根据牛顿第二定律得F合=mω2r,角速度ω相等,B的半径较大,所受合力较大.故A错误.
B、C最初圆盘转动角速度较小,A、B随圆盘做圆周运动所需向心力较小,可由A、B与盘面间静摩擦力提供,静摩擦力指向圆心.由于B所需向心力较大,当B与盘面间静摩擦力达到最大值时(此时A与盘面间静摩擦力还没有达到最大),若继续增大转速,则B将做离心运动,而拉紧细线,使细线上出现张力,转速越大,细线上张力越大,使得A与盘面间静摩擦力增大,当A与盘面间静摩擦力也达到最大时,B将开始滑动,A所受的静摩擦力将离开圆心.所以A受到的摩擦力先指向圆心,后离开圆心,而B受到的摩擦力一直指向圆心.故B错误,C正确.
D、当B与盘面间静摩擦力恰好达到最大时,B将开始滑动,则根据牛顿第二定律得
对A:T-fm=mr
对B:T+fm=m•2r
解得最大角速度ωm=.故D正确.
故选CD
如图所示,五块质量相同的木块,排放在光滑的水平面上,在水平恒力F作用下一起向右运动,则第三木块对第四木块的作用力大小为______.
正确答案
解析
解:对整体分析,整体的加速度a=,
隔离对4、5两木块分析,根据牛顿第二定律得,.
故答案为:.
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